Nb C103(Nb-10Hf-1Ti)은 극도의 높은 온도와 경량화를 위해 설계되었습니다. 강력한 강도의 제왕: 강력한 탄력성의 가장 뛰어난 특징은 1000°C 이상에서 비강도(밀도당 강도)가 대부분의 니켈 기반 합금을 훨씬 능가한다는 점입니다. 바로 이것이 바로 핵심 장점입니다.
비강도는 일부 니켈 기반 합금보다 약간 높지만, 동일한 고온에서 견딜 수 있는 절대 하중을 고려할 때 구조 효율(경량)이 매우 뛰어납니다. 로켓 엔진의 진공 노즐 확장부(우주 환경)에 사용되며, 냉각(연소실 측은 환원 분위기 또는 냉각 보호 장치 사용)이 필요합니다. 실리사이드 산화 방지 코팅(예: R512E 코팅)을 적용해야 하지만, 이는 공정의 복잡성과 신뢰성 위험을 증가시킵니다. 적용 시나리오는 거의 전적으로 우주선 상단 엔진 및 자세 제어 엔진의 고온, 저중량, 단기 작동 부품에 맞춰 설계되었습니다.
복잡한 형상, 얇은 벽, 많은 용접이 필요하고 작동 온도가 1200℃ 미만이거나 고온에 단시간(5분 미만) 노출되는 부품을 제조해야 하는 경우(예: 노즐 연장부, 자세 제어 엔진)에는 니오븀 521 (Nb-5W-2Mo-1Zr-0.07C)을 선택하십시오. 만약 부품이 1200℃~1600℃ 범위의 온도에서 장시간 작동해야 하고, 크리프 변형에 대한 저항성이 매우 높아야 한다면 니오븀 521 (Nb-5W-2Mo-1Zr-0.07C)을 선택하십시오. 예를 들어, 극초음속 항공기의 기수, 연소실 내부 라이닝, 장시간 작동하는 로켓 추진실 등이 있습니다.
선택: Nb C103은 작동 온도가 1100°C를 초과하고 무게가 주요 제약 조건일 때만 선택됩니다. 작동 환경은 진공이거나 신뢰할 수 있는 불활성 가스/냉각(또는 코팅 기술이 표준에 부합하는 경우)으로 보호될 수 있어야 합니다. 대표적인 부품으로는 위성 추진기 연소실과 로켓 엔진 상단부용 복사 냉각 노즐이 있습니다. Nb521의 최적 사용 조건은 1400°C 이상이며, 고온 강도와 비용 간의 균형을 목표로 장기간 방청성이 요구됩니다(차세대 항공우주 엔진 등). Nb C103(Nb-10Hf-1Ti)과 Nb 521(Nb-5W-2Mo-1Zr-0.07C)은 모두 항공우주 분야에서 흔히 사용되는 고온 니오븀 기반 합금입니다. C103은 성형 및 용접 특성에 중점을 두어 복잡한 부품 제조에 적합하며, Nb521은 W, Mo, Zr의 고용체와 탄화물 석출에 의해 강화되어 1600°C에서의 고온 강도가 C103보다 3.4~4.5배 높아 초고온 장기 작업 조건에 더욱 적합합니다.
C103은 전자빔/아르곤 아크 용접이 가능하며, 얇은 벽과 복잡한 부품으로 쉽게 가공할 수 있어 대형 부품 제조에 적합합니다. Nb521은 열처리 특성이 우수하여 단조/압연/방사 가공이 가능합니다. 용접성이 뛰어나지만, 텅스텐(W)과 몰리브덴(Mo) 함량이 높아 가공 난이도가 C103보다 다소 높습니다. NbC103(Nb-10Hf-1Ti)과 Nb521(Nb-5W-2Mo-1Zr-0.07C)의 성능을 비교해 보면, 이 두 합금은 니오븀 합금의 서로 다른 발전 방향을 보여줍니다. C103은 "가공 및 용접 성능의 기준"인 반면, 521은 "고온 강도의 대표 합금"입니다. C103은 용접 성능이 매우 우수하며, 니오븀 합금 중에서도 용접성이 가장 뛰어난 등급 중 하나로 전자빔 용접과 텅스텐 불활성 가스 아크 용접(TIG)이 가능합니다. 용접 강도가 높고 균열 발생 가능성이 낮아 복잡한 박판 부품(예: 추진실) 제조에 매우 적합합니다. Nb 521은 성형성과 냉간/열간 가공성이 모두 우수하여 딥 드로잉이나 복잡한 형상으로 방사 가공이 가능합니다. 하지만 용접성은 좋지 않습니다. 텅스텐과 몰리브덴 성분으로 인해 용접 시 균열 발생 가능성이 높고, 용접 공정에 대한 요구 조건이 매우 까다롭습니다. 일반적으로 엄격한 예열 및 보호 조치가 필요합니다. 높은 강도와 경도로 인해 521은 C103보다 성형 난이도가 높으며, 열간 가공(단조, 열간 압연)에 더욱 의존적입니다.
